天線的幾何結構由52.5×52.5 mm的介電材料片(介電常數為2.2，損耗正切為0.0009，厚度為0.254 mm)組成，由導體接地層支撐，頂部有64個貼片元件，構成8×8的平面結構。
每個貼片是一個邊長為3.4025mm的正方形，相鄰貼片的距離為28GHz對應的半波長（約5.36mm）。介質片上的貼片層布局如圖1所示。每個天線的饋電點在水平方向上偏移貼片中心0.75 mm，因為經研究發(fā)現這是最佳回波損耗結果的位置。
在每個貼片處使用的是28GHz正弦波形，其相位偏移是根據波束主瓣所需方向來確定。對于某方向上的聚焦波束，一個廣泛用于確定陣元相位的公式為
式中：xn，yn是每個貼片上饋源的位置，其中陣列左下角的第一個貼片為參考點；Wn是(xn, yn)位置處陣元的相移。在XFdtd(軟件名)中，這些相位通過使用如圖2所示的參數分配給每個饋電陣元，其中相位偏移由參數名稱定義。
對陣列進行了仿真計算，以確定不同相位條件下可能的增益模式。初始測試設置所有陣元相位相等，因此所有陣元輻射信號都指向(0°, 0°)方位。仿真結果得到的最大增益僅為23dBi，3dB波束寬度僅為12°，利用其中一個主平面得到線圖如圖3所示。利用CAD可畫出相同的陣列三維輻射模式，如圖4所示。
當相位調整為指向(20°, 90°)的波束時，峰值增益略有下降，達到22.9dBi，波束寬度展寬至13.2°，三維模式如圖5所示。將波束掃向陣列的一角，位于(45°、40°)方向，可將峰值增益降低到21.7dBi，并適度加寬了波束（圖6）。當改變相位使波束指向水平方向時，由經典貼片天線的增益模式可知該陣列模式會達到極限，并形成具有較大旁瓣的增益圖。
為了闡明波束指向性從垂直角度下降為50°（步進間隔為10°）的轉動過程，幾個波束模式被顯示在同一圖中，如圖7所示。
對每個端口的返回損耗進行了仿真計算，發(fā)現其值低于-30 dB，這表明貼片已得到適當的調整。整個陣列的輻射效率從78%到90%及以上不等，且陣列邊緣附近的貼片輻射效率通常較高。
為了檢驗子陣列的性能，我們仿真了幾個簡單的例子來計算4×4、2×2和1×2子陣列的典型結果。所有這些仿真均是在對貼片饋入相同相位信號情況下進行的。位于主陣一角上的4×4和2×2子陣的三維增益模式分別如圖8和9所示。
選取陣列上分別靠近邊緣和中心的兩個位置用來仿真1×2子陣的增益模式，結果相差不大。圖10顯示了位于主陣中心處的一個1×2子陣的典型增益模式。
圖8. 4×4子陣列的三維增益模式，陣元數為主陣的1/4
圖9. 2×2子陣列的三維增益模式，子陣位于主陣的一角
圖10. 1×2子陣列的三維增益模式，子陣位于主陣中心
通過仿真各種可能的相位組合來確定陣列的整體性能是非常困難的。然而，XFdtd提供了一個可用的宏程序，它允許通過掃描所有單個陣元的可調相位來全面評估陣列在各個角度的增益級別。所得結果是一個顯示有效各向同性輻射功率（EIRP）累積分布函數（CDF）的圖表。
相比于各向同性輻射器，EIRP是天線在給定方向輻射功率的指示性參數。該項參數的圖表可用于確定給定輸入功率水平下增益大于0 dBi的遠區(qū)球面區(qū)域部分。一般來說，移動設備的輸入電平為23 dBmW。
當生成整個8×8陣列的CDF時，可發(fā)現23dBmW級輻射范圍約覆蓋整個區(qū)域的0.225倍(圖11)，也就是說，(1-0.225=0.775)77.5%的遠區(qū)球面可被大于0dBi的增益覆蓋。當輸入功率為23 dBmW時，4×4子陣列(圖12)的覆蓋率為64.3%。
類似的圖表分別顯示子陣2×2(圖13，50%)，和主陣中心處子陣1×2(圖14，40.2%)的CDF結果。除了這里顯示的子陣之外，還有許多其他可能的子陣組合，這些子陣對于不同需求的系統(tǒng)是很重要的。
